绿色和红色玫瑰茄种质资源超声辅助提取与植物化学谱分析的多响应评价

《South African Journal of Botany》：Multi-response evaluation of ultrasound-assisted extraction and phytochemical profiling of green and red Hibiscus sabdariffa accessions

　　

• •
  全因子UAE评估了H. sabdariffa叶片和茎中植物化学物质的回收率。
• •
  红色品系叶片表现出最高的酚类含量和抗氧化活性。
• •
  80%乙醇、70%超声功率和15分钟提取时间获得了最佳提取条件。
• •
  LC-MS图谱分析揭示了提取物中存在多种酚类和黄酮类化合物。
• •
  提取物表现出体外抗菌活性，最低抑菌浓度（MIC）值为2.5–5 mg/mL。

引言

生物活性化合物如酚类化合物、黄酮类和有机酸已被发现具有抗氧化、抗菌和抗炎特性，使其在食品工业到保健品和制药行业等多个领域具有广泛应用价值（El-Saadony等，2025）。已有研究发现，食用洛神花（Hibiscus sabdariffa L.）提取物对代谢健康有积极影响，包括调节血糖和血脂水平，这主要归因于其抗氧化特性（Diez-Echave等，2020）。因此，研究人员越来越关注于寻找可持续的植物来源并改进提取技术，以在保持生物活性的同时最大限度地回收生物活性化合物。

洛神花（锦葵科），又称洛神葵，是在热带地区广泛栽培的植物之一，以其丰富的植物化学内容和药用特性而闻名（Raghu等，2019；Riaz等，2021）。该植物传统上被用于制备草药饮品，并在非洲、亚洲和拉丁美洲的传统医学中用于治疗高血压、发热、消化系统、肝脏、泌尿系统和炎症性疾病（Da-Costa-Rocha等，2014；Montalvo-González等，2022）。这些悠久的民族植物学应用促使研究人员对该植物不同部位中的生物活性成分进行了广泛研究（Alharbi等，2024；Bhandare和Malode，2024）。该植物的萼片、叶片和茎含有不同的活性成分，包括酚酸、黄酮、花青素和有机酸（Andrade等，2023）。主要活性成分包括矢车菊素-3-三-六-葡萄糖苷、矢车菊素衍生物、绿原酸和槲皮素（Shafiee等，2021；Izquierdo-Vega等，2020）。研究表明，该植物的提取物具有较强的抗氧化和抗菌活性，这主要归因于其酚类含量（El-shiekh等，2019；Kebede等，2025）。

定量研究表明，H. sabdariffa的生物活性成分含量因植物学来源和提取方法的不同而存在显著差异。例如，在之前优化研究确定的乙醇提取条件下，萼片提取物的总酚含量（TPC）约为每克提取物172.04毫克没食子酸当量（mg GAE/g extract），而新鲜植物中的总黄酮含量（TFC）值约为每克提取物22.9毫克槲皮素当量（mg QE/g extract）（Hashim等，2024）。花青素是红色品系中主要的酚类物质，而黄酮类和酚酸对抗氧化特性贡献显著（Simi?等，2024）。这些化合物，如槲皮素衍生物和咖啡酰奎宁酸，在氧化应激调节和抗菌活性方面发挥着重要作用。

洛神花萼片的生物活性和化学成分已被充分研究，但关于茎等其他植物部位的信息仍然有限。此外，红色和绿色品系之间的比较研究也较为匮乏。

提取技术对植物化学物质的产率和组成有重要影响。传统方法往往需要更长的提取时间，且可能导致热敏性化合物降解。相比之下，超声辅助提取（UAE）通过声学空化效应提高了传质速率，从而引起细胞破裂，增加了胞内物质的可提取性（Mannai等，2025；Coria-Hernández等，2026；Kalkan和Maskan，2025；Benimana等，2024）。先前研究报告指出，UAE可显著提高H. sabdariffa提取物中的酚类含量，同时减少提取时间和溶剂用量（Sanou等，2023）。

尽管已有大量研究探索H. sabdariffa的植物化学物质，但现有研究多仅关注萼片或采用单响应评价方法。不同H. sabdariffa品系叶片和茎中植物化学物质提取的比较数据仍然有限。将植物化学物质图谱分析、抗氧化活性和抗菌效果相结合的综合研究也较为匮乏。本研究假设溶剂对植物化学物质提取的影响最大，而两种植物品系之间的差异将影响其抗氧化和抗菌活性。本研究旨在通过全因子实验设计和基于归一化的多响应分析，评估绿色和红色H. sabdariffa品系叶片和茎的UAE提取效果，以确定所研究设计空间内最佳提取条件。所得提取物根据其植物化学物质含量、抗氧化能力和抗菌特性进行了评价。

各节摘要

化学品和试剂

本研究中使用的所有一切化学品和试剂均为适当实验室级别，购自商业供应商。没食子酸、槲皮素、抗坏血酸、草酸、Folin-Ciocalteu试剂、碳酸钠（Na₂CO₃）、2,2-二苯基-1-苦基肼基自由基（DPPH）、2,6-二氯酚靛酚（DCPIP）、三氯甲烷和α-萘酚（HiMedia Laboratories，印度）；氯化铝（AlCl₃）、醋酸钾、醋酸铅、氢氧化钠（NaOH）、盐酸（HCl）、硫酸（H₂SO₄），

植物化学物质定性筛选

植物化学物质定性筛选试验证实了H. sabdariffa品系中存在多种具有生物活性的植物化学成分（表S1）。

所有叶片提取物中均检出黄酮类、单宁类、酚类、苷类和甾体植物化学成分，其中乙醇提取物表现出更高的反应强度，尤其是经过较高超声功率（70–80%）处理的提取物。这些发现与先前的报道一致，表明提取

结论

本研究表明，H. sabdariffa叶片的提取效率不仅取决于溶剂极性，还取决于溶剂极性与超声功率和提取时间的交互作用。叶片提取物，尤其是红色品系，由于含有更广泛的植物化学物质，表现出最高的活性，这些物质通过空化作用被有效提取。抗氧化剂与极性物质在行为上的差异

资金支持

不适用。

伦理声明

本研究未涉及人类参与者或动物，因此不需要伦理审批。

CRediT作者贡献声明

Naasrin Shaikh：撰写——初稿、可视化、方法学、调查、正式分析、数据管理。Lubna Shaik：撰写——审阅与编辑、撰写——初稿、可视化、验证、监督、项目管理、概念设计。

Naasrin Shaikh | Lubna Shaik